[發明專利]一種高分辨率顯微成像光學系統

有效

• 申請號: 202110302046.9
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113376821B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 伍雁雄;喬健;陳太喜
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: G02B21/02
• 分類號: G02B21/02;G02B13/02
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超

本申請提供了一種高分辨率顯微成像光學系統，其技術方案要點是：包括：沿光軸從物到像依次排列的：第一鏡組，沿光軸從物到像依次排列有正光焦度或光焦度為零第一透鏡、正光焦度的第二透鏡、正光焦度的第三透鏡、正光焦度的第四透鏡、負光焦度的第五透鏡、正光焦度的第六透鏡、正光焦度的第七透鏡、負光焦度的第八透鏡；第二鏡組，沿光軸從物到像依次排列有正光焦度的第九透鏡以及負光焦度的第十透鏡；第一透鏡組的光焦度φA與整個光學系統的光焦度φ的比值滿足：0.45≤φA/φ≤0.65；第二鏡組的光焦度φB與整個光學系統的光焦度φ的比值滿足：?0.05≤φB/φ≤?0.025。本申請提供的高分辨率顯微成像光學系統具有在長工作距離下實現高分辨率觀測的優點。

技術領域

本申請涉及光學技術領域，具體而言，涉及一種高分辨率顯微成像光學系統。

背景技術

在水環境中，微型生物如細菌、藻類以及生物碎屑形成的顆粒性有機碳是水環境中食物鏈以及碳循環過程的主要參與者與承擔者。研究上述微小生物或微小顆粒在食物鏈維持或碳循環過程中的作用，是從微觀層面探索與分析水環境中物質循環及變化機理的重要手段。尤其是水環境中微型生物的動態變化過程，由于種類繁多，尺度很小，精確檢測與分類的難度較大，需要采用顯微觀測技術進行研究。

在微觀成像領域，顯微光學系統作為核心組件發揮了極其重要的作用，可實現對微型生物的微米級甚至亞微米級的觀測成像。顯微光學系統的主要技術指標包括工作距離、分辨率、放大倍率、焦深、成像視場等，這些指標相互之間是互相制約，互相影響。在大倍率顯微成像中，由于數值孔徑較大，成像分辨率較高，顯微光學系統難以實現長工作距離的觀測，需要貼近物面進行觀測以降低設計難度。

通過激光照射水下微型生物或微小顆粒，收集其散射光或者微弱熒光可以推演物質的結構，并進一步獲得微型生物或顆粒的種類或活體狀態，采用寬譜段顯微光學系統可以同時滿足以上功能，但像差校正難度大；為實現對水環境中細菌、藻類等微型生物的活體、原位觀測，被檢測物體需要與顯微光學系統保持一定距離，然而，當前大數值孔徑高倍率顯微物鏡難以滿足長工作距離下的高分辨率觀測。

針對上述問題，亟需一種解決方案。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種高分辨率顯微成像光學系統，具有在寬譜段以及長工作距離下實現高分辨率觀測的優點。

第一方面，本申請實施例提供了一種高分辨率顯微成像光學系統，技術方案如下：

包括：沿光軸從物側到像側依次排列的：

第一鏡組，所述第一鏡組沿光軸從物側到像側依次排列有第一透鏡、具有正光焦度的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡、具有正光焦度的第四透鏡、具有負光焦度的第五透鏡、具有正光焦度的第六透鏡、具有正光焦度的第七透鏡、具有負光焦度的第八透鏡；

第二鏡組，所述第二鏡組沿光軸從物側到像側依次排列有具有正光焦度的第九透鏡以及具有負光焦度的第十透鏡；

所述第二透鏡靠近物側的一面為凹面、靠近像側的一面為凸面，所述第三透鏡靠近物側的一面為凹面、靠近像側的一面為凸面，所述第四透鏡為雙凸透鏡，所述第五透鏡為雙凹透鏡，所述第六透鏡為雙凸透鏡，所述第七透鏡為雙凸透鏡，所述第八透鏡靠近物側的一面為凹面、靠近像側的一面為凸面，所述第九透鏡為雙凸透鏡，所述第十透鏡為雙凹透鏡；

所述第一透鏡組的光焦度φA與整個光學系統的光焦度φ的比值滿足：

0.45≤φA/φ≤0.65；

所述第二鏡組的光焦度φB與整個光學系統的光焦度φ的比值滿足：

-0.05≤φB/φ≤-0.025。

進一步地，在本申請實施例中，所述第六透鏡與所述第七透鏡之間設置有孔徑光闌。